精品解析：陕西省西安市南开高级中学2024-2025学年高二下学期3月月考试题

2024-2025学年第二学期三月月考 高二物理 本试卷共100分；考试时间75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。 2．请将答案正确填写在答题卡上。 一、选择题（本题共10小题，共46分。1-7题为单选题，每小题4分，8-10题为多选题，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分） 1. 一颗子弹水平射入置于粗糙水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打入木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒 C. 动量不守恒，机械能不守恒 D. 无法判定动量、机械能是否守恒 2. 如图，甲乙两人静止在冰面上，突然两人掌心相碰互推对方，互推过程中两人相互作用力远大于冰面对人的摩擦力，若两人与冰面间滑动摩擦因数相等，则下列说法正确的是（　　） A. 若，则在互推的过程中，甲对乙的冲量大于乙对甲的冲量 B. 无论甲、乙质量关系如何，在互推过程中，甲、乙两人动量变化量大小相等 C. 若，则分开瞬间甲的速率大于乙的速率 D. 若，则分开后乙先停下来 3. 国庆假期，一游客来到了风景秀丽的六安万佛湖边欲乘坐游船，游客观察到游船上下浮动，可以把游船浮动看成竖直方向的简谐运动，其振动图像如图所示。时刻游船甲板刚好上升到相对码头地面5cm高度处，则下列说法中正确的是（　　） A. 游船在时刻加速度最大 B. 经过游船第一次运动到平衡位置 C. 在四分之一周期内，游船运动的路程一定为10cm D. 游船的振动方程为 4. 如图所示为某物业公司的宣传提醒牌．从提供的信息知：一枚30 g的鸡蛋从17楼（离地面人的头部为45m高）落下， 能砸破人的头骨．若鸡蛋壳与人头部的作用时间为4.5×10-4s，人的质量为50kg，重力加速度g取10 m/s2，则头骨受到的平均冲击力约为（ ） A. 1700 N B. 2000 N C. 2300 N D. 2500 N 5. 如图所示，平静湖面上静止的小船的船头直立一垂钓者，距离船头右侧d处有一株荷花，当此人沿直线走到船尾时，船头恰好到达荷花处。若已知人的质量为m，船长为L，不计水的阻力，则船的质量为（　　） A. B. C. D. 6. 图1所示为辽宁抚顺地标性建筑——“生命之环”，一位学生欲运用所学物理知识估测其高度。测量的原理示意图如图2所示，他找来一个光滑小球，将其由“环”内壁上的P点（靠近最低点）由静止释放，则小球沿环内壁往返运动。某时刻小球到达P点时利用手机的秒表计时功能开始计时，此后小球第n次回到P点时停止计时，所测得时间为t。已知当地的重力加速度为g，由此可知生命之环的高度约为（　　） A. B. C. D. 7. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（　　） A. 此单摆的固有周期为2 s B. 此单摆的摆长约为0.5 m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 8. 甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则下列判断中正确的是（ ） A. 由图像求得乙的质量是6kg B. 碰撞前后乙的动量增加了 C. 碰撞过程中甲给乙的冲量大小为 D. 碰撞过程中两物块损失的机械能为2J 9. 如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（ ） A. 在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒 B. 在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒 C. 物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为 D. 物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能 10. 如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为的球C，现将球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放球C，则下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A. 运动过程中，A、B、C组成的系统动量守恒 B. C球第一次摆到最低点过程中，木块A、B向右移动的距离 C. A、B刚分离时，C球的速度为 D. C球第一次到达轻杆左侧的最高处与O点等高 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 在“验证动量守恒定律”中，三个实验小组分别设计了如图（a），（b），（c）三个实验装置。 （1）本实验必须测量的物理量有__________（填选项前的字母）。 A. 小球a、b的半径、 B. 小球a、b的质量、 C. 斜槽轨道末端到水平地面的高度H D. 纸上O点到A、B、C各点的平均距离OA、OB、OC （2）下列说法中符合本实验要求的是__________。 A. 安装轨道时，轨道末端必须水平 B. 需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺 C. 两球相碰时，两球心必须在同一水平面上 D. 在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放 （3）两个小球碰撞之后都直接向前做平抛运动，则小球A的质量与小球B的质量应满足________（填“”“”或“”）。 （4）一实验小组采用图（a）所示装置进行实验，则能验证两个小球碰撞过程动量守恒的关系式为________（用、、、、表示）。 （5）另外两实验小组分别采用图（b），图（c）所示装置进行实验，要验证两个小球碰撞过程动量守恒，以下有两个关系式： 关系式①：；关系式②： 则采用图（b）实验装置验证应该是关系式__________（填“①”或“②”）。 12. 某实验小组“用单摆测量重力加速度”。 （1）下列悬挂单摆的装置中，最合理的是__________。 A. B. C. D. （2）用秒表记录单摆完成30次全振动所用时间。 （3）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的是________。 A.测量摆长：用刻度尺量出从悬点到摆球上端点间的距离 B.测量周期：从摆球通过平衡位置开始计时，当摆球再次通过平衡位置时结束计时，秒表所示读数表示单摆的周期 C.为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最低点（速度最大）的位置开始计时 D.拉开摆球，使摆线离平衡位置不大于，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球50次经过平衡位置所用的时间，则单摆周期； E.摆线上端未牢固地系于悬点，摆动过程中出现松动，测量出的重力加速度g值偏小 （4）另一组同学测出了摆线长度L和摆动周期T，如图a所示。通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图b所示。由图像可知，当地重力加速度g=______（结果用含的表达式）。 三、解答题（共38分） 13. 如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题： （1）写出该振子的振幅和周期，写出简谐运动的位移时间关系； （2）求出在时振子相对平衡位置的位移是多少；振子在前20s的路程是多少？ 14. 如图所示，质量的小球以的速度在光滑水平面上向右运动，即将与静止在小球右侧的滑块发生碰撞，已知滑块的质量，碰撞时间极短，小球和滑块均可视为质点。 （1）若小球与滑块发生完全非弹性碰撞（两者粘在一起），求它们碰后的共同速度的大小； （2）若小球与滑块发生弹性碰撞，求碰撞后小球和滑块的速度大小。 15. 如图所示，在高的平台上放置一质量为的小木块（视为质点），小木块距平台右边缘距离，一质量的子弹以速度沿水平向右的方向射入小木块并留在其中，然后一起以速度向右运动。最后，小木块从平台边缘滑出落在距平台右侧水平距离的地面上，g取，求： （1）子弹的初速度的大小； （2）小木块滑出平台时的速度大小； （3）小木块与平台间的动摩擦因数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第二学期三月月考 高二物理 本试卷共100分；考试时间75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。 2．请将答案正确填写在答题卡上。 一、选择题（本题共10小题，共46分。1-7题为单选题，每小题4分，8-10题为多选题，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分） 1. 一颗子弹水平射入置于粗糙水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打入木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒 C. 动量不守恒，机械能不守恒 D. 无法判定动量、机械能是否守恒 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】子弹射入A过程，由于作用时间极短，地面摩擦忽略不计，子弹与A构成的系统动量守恒，由于子弹与木块摩擦生热，机械能不守恒，子弹与A一起压缩弹簧过程，由于地面滑动摩擦力作用，A、B及子弹系统的动量不守恒、机械能不守恒，C正确。 故选C。 2. 如图，甲乙两人静止在冰面上，突然两人掌心相碰互推对方，互推过程中两人相互作用力远大于冰面对人的摩擦力，若两人与冰面间滑动摩擦因数相等，则下列说法正确的是（　　） A. 若，则在互推的过程中，甲对乙的冲量大于乙对甲的冲量 B. 无论甲、乙质量关系如何，在互推过程中，甲、乙两人动量变化量大小相等 C. 若，则分开瞬间甲的速率大于乙的速率 D. 若，则分开后乙先停下来 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．甲对乙的力与乙对甲的力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，作用时间相等，则甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，方向相反，故A错误。 B．以两人组成的系统为研究对象，系统所受的合外力为零，动量守恒，由动量守恒定律知甲、乙两人的动量变化量大小一定相等，方向相反，故B正确； CD．设推开瞬间，甲的速度大小为，乙的速度大小为，由动量守恒定律可得 若，则 即分开瞬间甲的速率小于乙的速率。分开后，两人在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有 则从推开到停下，所用时间为 由于推开瞬间，所以 即分开后甲先停下来，故CD错误。 故选B。 3. 国庆假期，一游客来到了风景秀丽的六安万佛湖边欲乘坐游船，游客观察到游船上下浮动，可以把游船浮动看成竖直方向的简谐运动，其振动图像如图所示。时刻游船甲板刚好上升到相对码头地面5cm高度处，则下列说法中正确的是（　　） A. 游船在时刻加速度最大 B. 经过游船第一次运动到平衡位置 C. 在四分之一周期内，游船运动的路程一定为10cm D. 游船的振动方程为 【答案】B 【解析】 【详解】A．游船上在时刻位于平衡位置，加速度最小且为零，故A错误； BD．由振动图像可知振幅是cm，游船做简谐运动的周期为1s，设该游船做简谐运动的振动方程为 由振动图像可知，游船向上振动，且满足 可得 则游船的振动方程为 经过游船第一次运动到平衡位置，则有 可得 解得 故B正确，D错误； C．游船做简谐运动的振幅是cm，四分之一周期内，如果初始位置是平衡位置或者最大位移处，则游船运动的路程；如果初始位置不是平衡位置或者最大位移处，则游船运动的路程不是，故C错误。 故选B。 4. 如图所示为某物业公司的宣传提醒牌．从提供的信息知：一枚30 g的鸡蛋从17楼（离地面人的头部为45m高）落下， 能砸破人的头骨．若鸡蛋壳与人头部的作用时间为4.5×10-4s，人的质量为50kg，重力加速度g取10 m/s2，则头骨受到的平均冲击力约为（ ） A. 1700 N B. 2000 N C. 2300 N D. 2500 N 【答案】B 【解析】 【详解】鸡蛋从45m高处自由落体，由运动学规律可得速度为 对鸡蛋撞击的过程，取向下为正方向，由动量定理： 解得： 故选B. 【点睛】本题应用动量研究碰撞过程物体的速度．对于打击、碰撞、爆炸等变力作用过程，往往用动量定理研究作用力． 5. 如图所示，平静湖面上静止的小船的船头直立一垂钓者，距离船头右侧d处有一株荷花，当此人沿直线走到船尾时，船头恰好到达荷花处。若已知人的质量为m，船长为L，不计水的阻力，则船的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】船和垂钓者组成的系统动量守恒，故每时每刻均有 所以有 两边同乘以t，有 即 且有 其中 联立解得 故选A。 6. 图1所示为辽宁抚顺地标性建筑——“生命之环”，一位学生欲运用所学物理知识估测其高度。测量的原理示意图如图2所示，他找来一个光滑小球，将其由“环”内壁上的P点（靠近最低点）由静止释放，则小球沿环内壁往返运动。某时刻小球到达P点时利用手机的秒表计时功能开始计时，此后小球第n次回到P点时停止计时，所测得时间为t。已知当地的重力加速度为g，由此可知生命之环的高度约为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据单摆的周期公式可得 所以 则生命之环的高度约为 故选A。 7. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（　　） A. 此单摆的固有周期为2 s B. 此单摆的摆长约为0.5 m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 【答案】A 【解析】 【详解】A．由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 Hz，固有周期为 故A正确； B．根据单摆周期公式 解得单摆的摆长约为 故B错误； CD．若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰将向左移动，故CD错误。 故选A。 8. 甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则下列判断中正确的是（ ） A. 由图像求得乙的质量是6kg B. 碰撞前后乙的动量增加了 C. 碰撞过程中甲给乙的冲量大小为 D. 碰撞过程中两物块损失的机械能为2J 【答案】AC 【解析】 【详解】A．光滑水平面碰撞过程系统动量守恒，取运动正方向  解得，故A正确； B．乙的动量增量，并非，故B错误； C．根据动量定理，甲给乙的冲量等于乙的动量变化量，故C正确； D． 碰撞过程损失机械能 解得，故D错误。 故选 AC。 9. 如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（ ） A. 在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒 B. 在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒 C. 物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为 D. 物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．滑块下滑过程，只有重力做功，系统机械能守恒，故A正确； B．滑块下滑过程，滑块与弧形槽组成的系统水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，故B正确； C．设小球到达水平面时速度大小为，槽的速度大小为，且可判断球速度方向向右，槽的速度方向向左，以向右为正方向，在球和槽在球下滑过程中，系统水平方向动量守恒，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 由以上两式解得 物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒，物块离开弹簧时速度大小与物块接触弹簧前的速度大小相等 故C正确； D．物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒，物块速度为零时，弹簧的弹性势能最大，由机械能守恒定律可知，最大弹性势能 故D错误。 故选ABC。 10. 如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为的球C，现将球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放球C，则下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A. 运动过程中，A、B、C组成的系统动量守恒 B. C球第一次摆到最低点过程中，木块A、B向右移动的距离 C. A、B刚分离时，C球的速度为 D. C球第一次到达轻杆左侧的最高处与O点等高 【答案】C 【解析】 【详解】A．木块A、B和小球C组成的系统机械能守恒，但由于竖直方向动量不守恒，水平方向动量守恒，所以系统的总动量不守恒，故A错误； B．C球第一次摆到最低点过程中，根据题意有 所以木块A、B向右移动的距离为 故B错误； C．小球C下落到最低点时，A、B将要开始分离，C球第一次摆到最低点过程中，A、B、C组成的系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得 解得 故C正确； D．设C球第一次到达轻杆左侧的最高处到O点的竖直高度为h，当C向左运动到达最大高度时，A、C共速，则有 联立解得 故D错误。 故选C。 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 在“验证动量守恒定律”中，三个实验小组分别设计了如图（a），（b），（c）三个实验装置。 （1）本实验必须测量的物理量有__________（填选项前的字母）。 A. 小球a、b的半径、 B. 小球a、b的质量、 C. 斜槽轨道末端到水平地面的高度H D. 纸上O点到A、B、C各点的平均距离OA、OB、OC （2）下列说法中符合本实验要求的是__________。 A. 安装轨道时，轨道末端必须水平 B. 需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺 C. 两球相碰时，两球心必须在同一水平面上 D. 在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放 （3）两个小球碰撞之后都直接向前做平抛运动，则小球A的质量与小球B的质量应满足________（填“”“”或“”）。 （4）一实验小组采用图（a）所示装置进行实验，则能验证两个小球碰撞过程动量守恒的关系式为________（用、、、、表示）。 （5）另外两实验小组分别采用图（b），图（c）所示装置进行实验，要验证两个小球碰撞过程动量守恒，以下有两个关系式： 关系式①：；关系式②： 则采用图（b）实验装置验证应该是关系式__________（填“①”或“②”）。 【答案】（1）BD （2）ACD （3） （4） （5）② 【解析】 【小问1详解】 A．小球半径不参与动量的计算，不是本实验必须测量的物理量，故A错误； B．小球的动量为，质量是必须测量的物理量，故B正确； C．各次运动的飞行时间可在比较中消去，无需测量斜槽末端高度，故C错误； D．落点到点的距离用于表征碰撞前后的速度，需多次测量取平均值，故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 A．轨道末端水平，才能使小球以水平方向飞出并按平抛运动处理，故A正确； B．实验需用天平测量质量并用刻度尺测量距离，不需要秒表，故B错误； C．碰撞时两球心在同一水平面上，可使碰撞主要发生在水平方向，故C正确； D．每次入射球从同一高度由静止释放，才能保持入射初速度相同，故D正确。 故选ACD。 【小问3详解】 为使入射小球碰撞后仍向前运动，应使入射球质量大于被碰球质量，故 【小问4详解】 以小球单独运动时的水平射程为，碰撞后小球，的水平射程分别为， 三种情况下小球下落高度相同，飞行时间相同，水平速度与水平射程成正比。由动量守恒定律得 【小问5详解】 图（b）中小球到竖直面的水平距离相同，设该距离为，竖直位移为，由平抛运动有， 所以，即，碰撞前小球对应，碰撞后小球，分别对应，，代入动量守恒关系得，与关系式②一致。 12. 某实验小组“用单摆测量重力加速度”。 （1）下列悬挂单摆的装置中，最合理的是__________。 A. B. C. D. （2）用秒表记录单摆完成30次全振动所用时间。 （3）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的是________。 A.测量摆长：用刻度尺量出从悬点到摆球上端点间的距离 B.测量周期：从摆球通过平衡位置开始计时，当摆球再次通过平衡位置时结束计时，秒表所示读数表示单摆的周期 C.为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最低点（速度最大）的位置开始计时 D.拉开摆球，使摆线离平衡位置不大于，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球50次经过平衡位置所用的时间，则单摆周期； E.摆线上端未牢固地系于悬点，摆动过程中出现松动，测量出的重力加速度g值偏小 （4）另一组同学测出了摆线长度L和摆动周期T，如图a所示。通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图b所示。由图像可知，当地重力加速度g=______（结果用含的表达式）。 【答案】 ①. D ②. CE ③. 【解析】 【详解】（1）摆球应该用体积较小、密度较大的铁球；摆线用不可伸长的细丝线；摆线上端用铁夹固定，防止摆长变化，故选D。 （3）A．测量摆长：用刻度尺量出从悬点到摆球球心间的距离，A错误； B．测量周期：从摆球通过平衡位置开始计时，应该测量摆球振动至少30次全振动的时间，然后用得到单摆的周期，B错误； C．为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最低点（速度最大）的位置开始计时，C正确； D．拉开摆球，使摆线离平衡位置不大于，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球50次经过平衡位置所用的时间，则单摆周期，D错误； E．摆线上端未牢固地系于悬点，摆动过程中出现松动，则摆长变大，而计算时仍用原来的摆长计算，根据可得，则测量出的重力加速度g值偏小，E正确。 故选CE。 （4）根据可得 由图像可知 解得 三、解答题（共38分） 13. 如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题： （1）写出该振子的振幅和周期，写出简谐运动的位移时间关系； （2）求出在时振子相对平衡位置的位移是多少；振子在前20s的路程是多少？ 【答案】（1）5cm，4s， （2）0，100cm 【解析】 【小问1详解】 由题图振动图像可得 ， 则 故该振子简谐运动的表达式为 【小问2详解】 前20s经过了个周期，则有 则位移为 路程为 14. 如图所示，质量的小球以的速度在光滑水平面上向右运动，即将与静止在小球右侧的滑块发生碰撞，已知滑块的质量，碰撞时间极短，小球和滑块均可视为质点。 （1）若小球与滑块发生完全非弹性碰撞（两者粘在一起），求它们碰后的共同速度的大小； （2）若小球与滑块发生弹性碰撞，求碰撞后小球和滑块的速度大小。 【答案】（1）2.4m/s （2） 【解析】 【小问1详解】 若小球与滑块发生完全非弹性碰撞，则由动量守恒定律 解得v共=2.4m/s 【小问2详解】 若小球与滑块发生弹性碰撞，由动量守恒定律 由能量关系 解得 碰撞后小球和滑块的速度大小分别为7.2m/s和4.8m/s。 15. 如图所示，在高的平台上放置一质量为的小木块（视为质点），小木块距平台右边缘距离，一质量的子弹以速度沿水平向右的方向射入小木块并留在其中，然后一起以速度向右运动。最后，小木块从平台边缘滑出落在距平台右侧水平距离的地面上，g取，求： （1）子弹的初速度的大小； （2）小木块滑出平台时的速度大小； （3）小木块与平台间的动摩擦因数。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）子弹射入木块的过程中，对系统 解得 （2）小木块从平台滑出后做平抛运动，水平方向 竖直方向 可得木块飞出时的速度 （3）木块在平台上滑动过程中做匀减速运动，根据动能定理 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $